《第三分册--煤气净化部分》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三分册--煤气净化部分（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目名称 ACRE 淮北临涣焦化股份有限公司一期220万吨焦化工程 淮北临涣焦化股份有限公司一期220万吨/年焦化工程职工培训教材第三分册(煤气净化部分)编写：王家石 赵惠明 审核：张兴柱 主讲：王家石 赵惠明目 录1煤气净化专业理论知识11.1煤气来源11.2影响焦化产品质量的主要因素11.3炼焦的配煤21.4煤气的组成及净化的必要性21.5煤气净化技术的发展简述32. 沙钢220万吨/年焦化工程煤气净化车间设计介绍72.1本工程煤气净化车间的组成72.2煤气净化车间的生产能力72.3净化车间工艺流程、特点及主要技术操作指标82.4煤气净化车间的控制水平142.5煤气净化车间主要设备配备情况
2、143外部管道部分（厂区管网）154安全生产要领164.1焦炉煤气的爆炸极限及防止爆炸发生注意的问题164.2苯类生产的安全问题174.3煤气净化车间防止火灾发生管理要点175中心试验室、环境监测站和煤气防护站设计情况介绍185.1化验室185.2环境监测站195.3煤气防护站201煤气净化专业理论知识1.1煤气来源原料煤装入炼焦炉是在隔绝空气的条件下，对原料煤进行加热（即所谓的干馏），使原料煤发生热裂解而产生大量气体逸出焦炉进入集气管，这就是荒（粗）煤气。残留在炼焦炉内的分解剩余物就是焦炭。逸出的荒煤气经过冷却、洗涤、蒸馏等化工工艺的处理，得到一系列化工产品（焦油、粗苯、硫铵、硫磺等）。被净
3、化后的残余气体即是我们要得到的净焦炉煤气。在结焦周期内不同时间得到的焦炉煤气的质量也不相同。装入炭化室的原料煤堆积形成和焦炉炭化室形状完全相同的煤饼，煤饼在焦炉炭化室内干馏变成焦炭是一个渐进的过程，是从煤饼外层（靠炭化室墙侧）逐渐向煤饼中心进行的，焦炭的形成也是从外层向中心逐渐形成的。煤料装入炭化室初期，受热首先蒸发煤料中的水分，水分除尽之后继续受热煤料开始裂解，首先分解出的是容易被分解的有机物，当煤料温度逐步升高到变成焦炭的温度时，这时分解出来的有机物大部分是分子量较大、比较粘稠的物质，或者说此时分解出的物质是只有在较高温度下才能分解的物质。这样，我们就会明白：炼焦过程中，不同时期所得到的荒
4、煤气，其质量、数量是不同的，而且有较大的差异。1.2影响焦化产品质量的主要因素炼焦的主要产品为：焦炭、焦炉煤气及其回收的化学产品（焦油、粗苯、硫铵、硫磺）。当然，煤气净化工艺的不同，其回收产品品种也有所不同。影响这些产品的数量和质量的主要因素，第一是装入炭化室的煤料的煤质，第二是炼焦炉的操作制度。如果想得到低灰低硫的焦炭，就必须选用低灰低硫的原料煤。如果想得到抗碎性好、耐磨性好、热稳定性好的焦炭，就必须保证入炉煤采用结焦性好的煤料。如果想得到较多的煤气及焦油等化工产品，就必须将入炉煤的挥发份提高。焦炉的加热制度、加热的均匀性，对焦炭的质量和化学产品质量都有一定的影响。加热不均匀，焦炭有生有熟，
5、自然既有碍焦炭质量，也影响化学产品的数量和质量。焦炉炉门不严，进凤漏气，同样影响焦炭质量和化学产品质量和数量。漏气侧损失部分化学产品，炭化室进入空气则烧掉部分焦炭和化产品。焦炉装煤不饱满，炉顶空间过大，致使煤饼干馏过程逸出的煤气在炉顶空间停留时间长，或炉顶空间温度过高，也会使化学产品发生裂解，影响化学产品的质量和数量。1.3炼焦的配煤为了获得高质量的焦炭和足够量的化学产品、焦炉煤气，国内外大中型焦化厂均采用配合煤炼焦，即将不同种类的煤配合在一起装入焦炉进行炼焦。只用单种煤可以炼出强度高、耐磨性好的焦炭的煤只有主焦煤。但这种煤在世界上储量少、分布不均、化学成分有优劣，因此，单种煤炼焦已满足不了工
6、业发展的需求，必须节约焦煤，从而把焦煤和一些弱粘结性煤配合在一起使用。各种煤的含灰分、硫分不一样，其结焦性能各有不同，采用不同品种的配合煤使用，既可调整灰分、硫份，又可扩大资源有效利用范围。通常配合煤的煤种有四种：气煤、肥煤、焦煤和瘦煤，四种煤料的配比依各种煤自身的质量（可燃基挥发分Vr、胶质层厚度、结焦性、灰分、硫分）不同而不一样。中国一般推行区域配煤方案，即为减少运输，就周边煤矿资源质量指标选定配煤比，组织焦炭生产。1.4煤气的组成及净化的必要性1.4.1净煤气组成对于净煤气的组成，各种资料上的内容均略有差异，其原因为各厂用煤的煤质、操作情况、炉型结构有差异，同一厂不同时间入炉煤煤质也不可
7、能完全相同。下面表中提供的是典型的净煤气体积百分比组成：煤气组成表煤气体积百分组成成分CO2CmHnO2COH2CH4N2百分比1.93.90.46.354.431.51.6注：任何煤气净化工艺都不可能将煤气中硫化氢、氨、苯类、焦油、萘等净化为零。因此，实际煤气中还含有下列杂质：硫化氢：500mg/m3氰化氢：150mg/m3焦油：50100mg/m3萘：400mg/m3苯：46g/m3氨：50mg/m31.4.2煤气净化的必要性煤气净化包含煤气的冷却、煤气的输送、净化回收煤气中有利用价值的化学组分和减少有害物质。在炭化室内刚刚裂解出来的荒煤气约计700左右，其中所含之焦油、粗苯、氨等均以汽态
8、存在，如果这种荒煤气长时间处于700状态，必将导致许多化学组分发生裂解，因此，靠煤气鼓风机之吸力，将其抽致集气管、吸煤气管和冷凝鼓风工段进行处理。在进入集气管之前，利用喷洒的循环氨水将荒煤气急冷至80左右，然后继续进入初冷系统冷却，这样荒煤气中大部分水分、焦油等被冷却为液态产品。在初冷器内将煤器冷至21左右，还减少了煤气的体积，有利于减轻后续煤气净化设备的负荷。煤气鼓风机赋予焦炉产生的煤气以流动的动力，让煤气能够顺利通过集气管、初冷器、电捕焦油器及鼓风机后的诸多煤气净化设备，而送到用煤气的用户。没有煤气鼓风机的推动，这一切全不可能实现。被初冷器冷至21左右的煤气中，焦油及水汽大部分被冷却下来，
9、但煤气中的硫化氢（H2S）、氨（NH3）及苯类等化学物质仍然以气态存在于煤气之中，在这样的条件下，煤气中一般硫化氢含量在58g/m3，如果煤气直接作为燃料燃烧，此硫化氢被氧化成二氧化硫排入大气，其废气中二氧化硫排入大气的绝对数量和废气含二氧化硫的浓度均超过国家环保规定的标准。如果煤气作为化学合成工业的原料，则对煤气中含硫浓度的要求更加严格，就是焦化厂已经脱硫，他们还要配备煤气精脱硫装置。除此之外，煤气中的硫还会对煤气净化设备及其通过的管道产生腐蚀破坏作用，因此，脱除煤气中的硫化氢可谓势在必需。煤气中的氨的净化：煤气中氨的含量一般在68 g/m3，其量不多，但不将它净化出去，就无法回收有价值的苯
10、类物质，且氨对煤气净化设备和管道也有较强的腐蚀性，因此，煤气净化工艺中均将其中的氨清除，或生产硫铵作为化肥，或生产其它氨类产品。从煤气中回收苯类产品：因为焦化苯类产品用途较广，且产品价格每吨一直在千元以上，可为企业创造一定的经济效益，因此，一般焦化厂均予以回收。通过以上简要的介绍分析，我们会充分理解在大、中型焦化厂设置煤气净化系统的必要性，它既是获得一些化工产品的途径，又是从事焦化生产所必不可少的装备和技术手段。1.5煤气净化技术的发展简述1.5.1概述 焦炭是冶金企业炼铁不可缺少的原料，焦化工业的发展是紧跟冶金工业的发展而逐步发展起来的。如上所述，焦炉煤气是焦炭生产过程中的一种产品，也是一种
11、宝贵的能源；净化后的煤气，既可作为冶金企业可贵的燃料，也可作为民用煤气或化工原料。因此，煤气净化工艺作为焦炭生产一个不可缺少的过程，也随着整个焦化技术的进步而得到不断的发展和提高。土法炼焦不回收煤气及化产品，小型焦炉设置简易回收系统，现代化大焦炉的回收系统已尽其所能的将可回收的焦油、硫、氨、苯等化产品进行净化回收利用，既可获得有用的产品，又可保护环境，还可使工厂获得珍贵的可利用煤气资源。1.5.2各种净化工艺的简述时至今日，焦炉大型化、煤气净化装置大型化、设备大型化、净化工艺技术多样化、产品品种多样化是技术发展的必然结果。我国国内目前在生产运行的大型焦化厂煤气净化技术约计十余种，在此就几种主要
12、的工艺技术简单介绍一下：第一种煤气净化工艺流程酸洗法硫铵冷凝鼓风T.H法脱硫终冷洗苯粗苯荒煤气 净煤气 焦油硫铵 粗苯第二种煤气净化工艺流程冷法无水氨冷凝鼓风FRC脱硫制酸终冷洗苯粗苯荒煤气 净煤气 焦油 硫酸 无水氨 粗苯第三种煤气净化工艺流程终冷洗苯粗苯冷凝鼓风冷法无水氨苏尔菲班脱硫荒煤气 净煤气 焦油无水氨 粗苯硫酸第四种煤气净化工艺流程洗苯冷凝鼓风AS脱硫洗氨吸气机荒煤气 净煤气脱酸蒸氨粗苯蒸馏 焦油 粗苯氨分解硫回收 硫磺第五种煤气净化工艺流程洗苯冷凝鼓风AS脱硫洗氨吸气机荒煤气 净煤气脱酸蒸氨粗苯蒸馏 焦油粗苯小饱和器硫铵制硫酸 硫铵 硫酸 第六种煤气净化工艺流程冷凝鼓风AS脱硫洗氨洗苯荒煤气 净煤气粗苯蒸馏脱酸蒸氨 焦油 粗苯制硫酸无水氨 无水氨 硫酸 第七种煤气净化工艺流程终冷洗苯粗苯喷淋式硫铵冷凝鼓风HPF脱硫荒煤气 净煤气 焦油 硫磺硫铵粗苯1.5.3煤气净化工艺的选择上述七种煤气净化工艺均系国内大型焦化厂正在运行的现行技术，当然，也有些厂家的煤气净化工艺与上述七
